8 dimensiju telpa, kurā jāmeklē svešā dzīve

Foto autors: Brets Ričijs | Atbrīvojieties no šļakatām

Fermi paradokss ir kontrasts starp dzīvības iespējamību, kas pastāv citur Visumā, un pierādījumu trūkumu par to.

Šī ir būtiska mīkla. No vienas puses, ir spēcīga sajūta, ka apstākļi uz Zemes, kas izraisīja dzīvības rašanos, nevar būt unikāli. Tas liek domāt, ka dzīvei jābūt kopīgai.

Bet, no otras puses, astronomi kosmiskajā siena kaudzē meklējuši adatu, kas atspoguļotu saprātīgas dzīves pazīmes citur Visumā un neko neizdomātu. Rezultātā daudzi novērotāji secinājuši, ka nekādu acīmredzamu pazīmju nav.

Citi nepiekrīt. 2010. gadā astronome Džila Tartere un kolēģi apgalvoja, ka citplanētiešu radiobākas varētu būt acīmredzamas un izplatītas mūsu galaktikā, taču astronomi to nezinātu, jo viņu meklējumi ir bijuši nepilnīgi.

Šie meklējumi, sacīja Tarter un co, ir kā dzeramā jūras ūdens glāzes meklēšana, lai atrastu zivis visos Zemes okeānos.

Tā ir krāsaina metafora, taču, ņemot vērā ievērojamās pūles, kas ieguldītas ārpuszemes izlūkošanas (SETI) meklējumos, cik tā ir precīza?

Šodien mēs saņemam atbildi, pateicoties Džeisona Raita un kolēģu darbam Pensilvānijas štata universitātē. Šie puiši ir raksturojuši parametru telpu, kas astronomiem nepieciešama, lai meklētu citplanētiešu dzīves pazīmes. Viņi saka, ka šī telpa ir tik plaša, ka SETI līdz šim veiktie meklējumi nav paveikuši vairāk kā tikai saskrāpējuši virsmu.

Raita un co metode ir vienkārša. Viņi vispirms izveido matemātisko modeli meklēšanas telpai, kas astronomiem ir jāizpēta, un pēc tam aprēķina, kāda daļa līdz šim ir pētīta.

Mēs attīstām daudzdimensiju “kosmiskā siena kaudzes” metaforu … kvantitatīvā astoņu dimensiju modelī un veicam analītisko integrāli, lai aprēķinātu šīs siena kaudzes daļu, ko vairākas lielas radio SETI programmas ir kopīgi pārbaudījušas, viņi saka.

Šī parametra telpa ir plaša. Attiecīgie izmēri ietver trīs telpas dimensijas, potenciālo signālu frekvenču diapazonu, to atkārtošanās ātrumu, polarizāciju un modulāciju, pārraides joslas platumu un meklējumu jutību pret šo pārraidīto jaudu.

Trīsdimensiju telpas apjoms, ko var meklēt, ir Visuma tilpums, kura centrā ir mūsu Saules sistēma noteiktā attālumā. Raits un co to definē kā 10 kiloparsekus — aptuveni 30 000 gaismas gadu jeb aptuveni attālumu līdz lodveida kopām, kas riņķo ap Piena Ceļa galaktiku.

Lielākā daļa radioteleskopu spēj vienlaikus novērot signālus abās polarizācijās, taču pagātnē tas ne vienmēr ir bijis taisnība. Tātad šī ir dimensija, kas ierobežo parametru telpas izpēti.

Citas dimensijas ir sarežģīti raksturot. Piemēram, signāla atkārtošanās ātrumu modelī ir grūti pārvaldīt. Ar nepārtrauktiem signāliem ir viegli tikt galā, bet signāli, kas atkārtojas reti, ir sarežģīti. Viens atbilstošs piemērs ir slavenais Wow! signāls, kas ierakstīts 1977. gadā Ohaio štata universitātes radioteleskopā Big Ear. To sauc tāpēc, ka pētnieki anotēja datus, rakstot Wow! malās.

Bet, neskatoties uz dažādiem mēģinājumiem, šis signāls nekad vairs nav novērots. Tas var būt tāpēc, ka tas ir pilnīgi neīsts, bet tas var būt tāpēc, ka atkārtošanās biežums ir tik zems.

Šīs kosmiskās siena kaudzes lieluma noteikšana ir uzdevums visu šo vietu saskaitīšanu kopā. Kā izteicās Raits un kolēģi: siena kaudzes tilpums šajā 8D telpā ir noteikts tilpuma integrālis, un meklēto daļu var aprēķināt, ņemot vērā attiecīgās aptaujas jutīguma funkciju.

Rezultāts ir patiesi milzīgu proporciju telpa. Tādējādi kopējais 8D siena kaudzes apjoms ir 6,4 × 10116 m5Hz2 s/W, teiksim Raits un citi.

Bet cik daudz no tā astronomi ir izpētījuši? Raits un kolēģi apgalvo, ka līdz šim veiktie meklējumi ir aptvēruši tikai 5,8 x 10–18 no šī apjoma.

Tā ir neliela daļa. Lai to aplūkotu Tartera et al sākotnējā salīdzinājuma kontekstā, kopējais Zemes okeānu tilpums ir 1,335 x 1021 litrs. Tātad kopējais meklēšanas apjoms līdz šim ir līdzvērtīgs 7700 litru jūras ūdens meklēšanai. Tā kā kubikmetrs ir 1000 litru, tas ir apmēram lielas burbuļvannas lielumā.

Tas ir ievērojami lielāks nekā Tarter et al. aplēses par dzeramo glāzi, taču tas joprojām ir niecīgs plašākajā lietu shēmā. Pat mūsu lielākais aprēķins pasvītro, cik maz meklēšanas faktiski ir notikusi, teiksim Raits un citi.

Tas ir interesants darbs, jo tas liek ārpuszemes intelekta meklējumiem kontekstā. Attēls no Wright un co liecina nevis par SETI neveiksmi, bet gan par to, ka tas tik tikko sācies.

Skaidrs, ka ir vēl daudz jāmeklē, lai gan uzdevums šķiet biedējošāks nekā jebkad agrāk. Kā izteicās Raits un kolēģi: jācer, ka Cosmic Haystack ir bagāta ar adatām.

Atsauce: arxiv.org/abs/1809.07252 : Cik daudz SETI ir paveikts? Adatu atrašana n-dimensiju kosmiskajā siena kaudzē

paslēpties